【正文】 ? （ 3）焊接材料 ? 焊接材料選擇原則是在保證焊接接頭具有與母材相當(dāng)?shù)母邷厝渥儤O限和抗氧化性的前提下，改善其焊接性。切割面應(yīng)采用磁粉探傷檢查是否存在裂紋，焊接坡口應(yīng)機(jī)械加工，坡口面上的熱切割硬化層應(yīng)清理干凈，必要時(shí)應(yīng)作表面硬度測(cè)定加以鑒別。但必須采用堿性藥皮焊條和焊劑。 ?如鎢極氬弧焊和熔化極氣體保護(hù)焊等?；鼗饻囟鹊姆秶?80～ 760℃ 。 ?對(duì)于低合金耐熱鋼來說，焊后熱處理的目的不僅是消除焊接殘余應(yīng)力，更重要的是改善組織，提高接頭的綜合性能。含碳量對(duì) 10CrMo910鋼焊縫金屬?zèng)_擊韌度的影響如圖 53所示，焊縫金屬 wc＝ ％時(shí)的韌性明顯高于 wc＝ ％的焊縫。 ? 若二者成分相差很大，則焊接接頭在長期高溫條件下工作時(shí)，會(huì)因成分不均勻而導(dǎo)致合金元素?cái)U(kuò)散，使焊接接頭的高溫性能不穩(wěn)定；焊縫強(qiáng)度不能選得過高，以免使焊縫塑性變差，甚至產(chǎn)生冷裂紋。 ?表 53列出了幾種常用低合金耐鋼的焊條和焊劑烘干溫度。 ?鍍銅焊絲應(yīng)將表面積塵和污垢仔細(xì)清理。 ?焊接材料在使用前應(yīng)作適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。 ?2）對(duì)于 15mm以下的 ，熱切割前應(yīng)預(yù)熱 100℃ 以上。 ?一般的低合金耐熱鋼工件，可以采用各種熱切割下料。 ?（ 1）焊接方法 ?常采用的熔焊方法有焊條電弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊和電渣焊 ,但常以焊條電弧焊為主，埋弧焊和氣體保護(hù)焊的應(yīng)用也越來越多。多層焊時(shí)應(yīng)保持道間溫度不低于預(yù)熱溫度。 ?焊縫金屬回火脆化的敏感性比母材大，這是因?yàn)楹附硬牧现械碾s質(zhì)難以控制。 ?軟化區(qū)的存在對(duì)室溫性能沒有什么不利的影響，但在高溫長期靜載拉伸條件下，接頭往往在軟化區(qū)發(fā)生破壞。 ?4）選擇合理的熱處理工藝，避免在敏感溫度區(qū)間停留較長時(shí)間。 ?2）將預(yù)熱溫度提高到 250℃ 以上，道間溫度控制在 300℃ 左右。 ? 2．消除應(yīng)力裂紋傾向 ?消除應(yīng)力裂紋一般在 500～ 700℃ 敏感溫度范圍內(nèi)形成，并且出現(xiàn)在殘余應(yīng)力較高的部位，如接頭咬邊、未焊透等應(yīng)力集中處，這些部位在加熱過程中，殘余應(yīng)力釋放，蠕變變形較大，更容易出現(xiàn)裂紋。 圖 51 12Cr2MoWVTiB 鋼過熱區(qū)組織 ? 2．消除應(yīng)力裂紋傾向 ?低合金耐熱鋼中的 Cr、 Mo、 V、 Nb、 Ti等元素屬于強(qiáng)碳化物元素，若結(jié)構(gòu)拘束度較大，那么在消除應(yīng)力處理或高溫下長期使用時(shí)，在熱影響區(qū)的粗晶區(qū)容易出現(xiàn)消除應(yīng)力裂紋。 ?如果在焊接時(shí)冷卻速度過快，則在焊縫及熱影響區(qū)形成對(duì)冷裂紋敏感的馬氏體和上貝氏體等組織。 表 51 常用低合金耐熱鋼的化學(xué)成分 （質(zhì)量分?jǐn)?shù)％） 鋼 號(hào) C Mn Si Cr Mo V W 其他 12CrMo ≤ ～ ～ ～ ～ 15CrMo ～ ～ ～ ～ ～ 10Cr2Mo1 ≤ ～ ～ ～ ～ 12Cr5Mo ≤ ≤ ≤ ～ ～ 12Cr9Mo1 ≤ ～ ～ ～ ～ 12Cr1MoV ～ ～ ～ ～ ～ ～ 15Cr1Mo1V ～ ～ ～ ～ ～ ～ 17CrMo1V ～ ～ ～ ～ ～ ～ 20Cr3MoWV ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 12Cr2MoWVB ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ B≤ 12Cr3MoVSiTiB ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 表 52 常用低合金耐熱鋼的力學(xué)性能 鋼牌號(hào) 熱處理狀態(tài) 抗拉強(qiáng)度 σb/MPa 屈服點(diǎn) σ s/MPa 伸長率 δ 5/% 沖擊吸收功 α k/J ? 按合金化方式可將低碳低合金耐熱鋼分為以下三類： ? （ 3）多元復(fù)合合金化的低合金耐熱鋼 ?除固溶強(qiáng)化外，鋼中加入了Ｖ、Ｔ i、Ｂ等微量元素進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化和晶界強(qiáng)化，進(jìn)一步提高鋼的熱強(qiáng)性和高溫組織的穩(wěn)定性。 ? （ 2） CrMo鋼 ?為了改善 Mo鋼的石墨化問題，提高鋼的組織穩(wěn)定性，進(jìn)而提高熱強(qiáng)性，在 Mo鋼中加入一定量的 Cr， Cr能使碳化物具有一定的熱穩(wěn)定性，阻止石墨化。 Mo的主要作用是固溶強(qiáng)化，提高鋼的熱強(qiáng)性。 ? 主要應(yīng)用于在 600℃ 以下工作的動(dòng)力、石油化工等工業(yè)設(shè)備中。 ? 3 對(duì)耐熱鋼焊接接頭性能的基本要求 ? 1．等熱強(qiáng)性 ? 2．焊接接頭的抗氧化性 ? 3．焊接接頭組織的穩(wěn)定性 ? 4．焊接接頭的物理均一性 模塊二 低、中合金耐熱鋼的焊接 ? 1 低、中合金耐熱鋼的成分與性能特點(diǎn) ? 成分是以 Cr、 Mo為主要合金元素 ?鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 ％～ ％之間，鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為％或 1％， ? 室溫組織以珠光體為主，因此又稱為珠光體耐熱鋼。提高熱強(qiáng)性的措施： ?（ 1）利用 Mo、 W固溶強(qiáng)化，提高原子間結(jié)合力； ?（ 2）形成穩(wěn)定的第二相，主要是碳化物相（ WC等）。 ?2 耐熱鋼的性能 ? 1．高溫化學(xué)穩(wěn)定性 ?高溫化學(xué)穩(wěn)定性主要是指高溫抗氧化性，有時(shí)還要求具有抗氫腐蝕性。 ?按合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)分類 ?分為低合金耐熱鋼，其合金系有 Mo、 CrMo、MoV、 CrMoV、 MnMoV、 Mn Ni –Mo和CrMoTiB等； ?中合金耐熱鋼，其合金系有 CrMo、 CrMoV、CrMoNb和 CrMoWVNb等； ?高合金耐熱鋼，其合金系有 CrNi、 CrNiTi、CrNiMo、 CrNiNb、 CrNiMoNb、 CrNiMoVNb和 CrNiSi等。 ?耐熱鋼廣泛用于石油化工工業(yè)中的高溫管線、反應(yīng)塔和加熱爐、熱電站的鍋爐和汽輪機(jī)、汽車和船舶的內(nèi)燃機(jī)、航空航天工業(yè)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、核能動(dòng)力裝臵等高溫裝臵。 ? 焊接電流 200～ 240A、焊接電壓 11～ 13V、焊接速度 ～ 5cm/min、氬氣流量 20～ 30L/min，焊后不進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。 ? 儲(chǔ)罐平板對(duì)接的立焊焊縫，采用單面自動(dòng) TIG焊，且背面不清根。 ? 在橫焊、立焊和仰焊時(shí)，為保證焊縫成形并與母材充分熔合，可作必要的擺動(dòng)，例如采用 “ 之 ”字形運(yùn)條方法，但應(yīng)控制電弧在坡口兩側(cè)的停留時(shí)間，收弧時(shí)要將弧坑填滿。 ? 3．低溫鋼焊接操作要點(diǎn) ? 低溫鋼焊條電弧焊平焊時(shí)的焊接參數(shù)見表 324。 表 323 常用低溫鋼焊接材料的選用 鋼號(hào) 狀態(tài) 焊條電弧焊 埋弧焊 型號(hào) 牌號(hào) 焊絲 焊劑 16MnDR 正火 E5016G E5015G J506RH J507RH H10Mn2A YD504A 09Mn2VDR 正火 E5015G E5515C1 W607A W707Ni H08Mn2MoVA HJ250 06MnNbDR 正火 800～900℃ 空冷 E5515C2 W907Ni 15MnNiDR 正火 E5015G W507R 09MnNiDR 正火或 正火 +回火 E5015G W707R H10Mn2A或 含 Ni藥芯焊絲 YD507A ? 3．低溫鋼焊接操作要點(diǎn) ? 減小熱輸入 ，焊條電弧焊通常采用小直徑焊條（一般不大于 4mm）、用盡量小的焊接電流，采用多層多道焊，每一焊道焊接時(shí)